《小知識一起知道》動平衡等級是什麼?我的設備應該符合的標準值為何?
我們曾經介紹過動不平衡的分類,以及進行動平衡的方法分為傳統動平衡與線上動平衡(Field Balancing,或稱現場動平衡)。 想複習的朋友可以參考
今天要介紹另一個常見的問題:「動平衡等級是什麼?我的設備應該符合的標準值為何?」
動不平衡是因為質量分佈、安裝角度誤差造成「不完美旋轉」產生的,而從加工、組裝的角度來看,現實的世界都不可能達到「完全平均的質量分佈」、「角度偏差為0度的安裝」,所以必須定義標準,規範**動平衡可接受的公差(Tolerance)**。 國際標準化組織(ISO)在1973年首次定義剛性轉子動平衡標準ISO 1940,後來又在2010年起,陸續將1940及其他轉子動平衡相關規範整併為ISO 21940,就是我們目前依循的動平衡規範標準。
ISO 21940-11動平衡等級分為G0.4~G4000,其中以我們最常見的轉動設備(風車、泵浦、馬達、壓縮機、離心機、發電機、渦輪機等)而言,最常依循的標準為G6.3、G2.5,各項設備參考動平衡品質如下表1。
轉子平衡品質等級G值為最高轉速的「重力偏移線速度」:
G = eper · ω
其中 eper 為允許比不平衡量,即偏心距;ω 為角速度(rad/s)。
接著可以推導出允許比不平衡量(Permissible specific unbalance,eper):
eper =
G
ω
另外,根據質心定義 U = M · e 可以推導出
eper =
Uper
M
此外,還有雙平面、多平面等,需要針對不平衡量、校正重量進行分配計算的情形。 在我們的線上動平衡校正儀中,都已經有完整的數學計算,並有簡單易懂的app操作介面,帶領現場工程師一步一步輸入參數,完成量測、試重、配重、確認。
📝表1、ISO 21940-11 (原ISO 1940)剛性轉子動平衡等級以及典型設備參考
機械類型:一般範例 平衡品質等級 G 數值 eper·Ω (mm/s) • 大型低速船用柴油機曲軸傳動機構:活塞速度低於 9 m/s、固有不平衡 G 4000 4 000 • 大型低速船用柴油機曲軸傳動機構:活塞速度低於 9 m/s、固有平衡 G 1600 1 600 • 曲軸傳動機構:固有不平衡、彈性安裝 G 630 630 • 曲軸傳動機構:固有不平衡、剛性安裝 G 250 250 • 轎車、卡車與機車用之往復式發動機總成 G 100 100 • 轎車:車輪、輪圈、輪組、傳動軸
• 曲軸傳動機構:固有平衡、彈性安裝 G 40 40 • 農業機械
• 曲軸傳動機構:固有平衡、剛性安裝
• 破碎機
• 傳動軸(萬向接頭軸、螺旋槳推進軸) G 16 16 • 航空燃氣渦輪機
• 離心機(分離機、臥螺離心機)
• 電動馬達與發電機:軸心高度≧ 80 mm、額定轉速≧ 950 r/min
• 電動馬達:軸心高度< 80 mm
• 風機
• 齒輪
• 一般機械
• 工具機
• 造紙機械
• 製程工廠機械
• 泵浦
• 渦輪增壓器
• 水輪機 G 6.3 6.3 • 壓縮機
• 電腦驅動器(磁碟機)
• 電動馬達與發電機:軸心高度≧ 80 mm、額定轉速≧ 950 r/min
• 燃氣渦輪機與蒸氣渦輪機
• 工具機驅動機構
• 紡織機械 G 2.5 2.5 • 影音驅動機構(音訊與視訊驅動裝置)
• 磨床驅動機構 G 1 1 • 陀螺儀
• 高精度系統之主軸與驅動機構 G 0.4 0.4
📝表1、ISO 21940-11 (原ISO 1940)剛性轉子動平衡等級以及典型設備參考
| 機械類型:一般範例 | 平衡品質等級 G | 數值 eper·Ω (mm/s) |
|---|---|---|
| • 大型低速船用柴油機曲軸傳動機構:活塞速度低於 9 m/s、固有不平衡 | G 4000 | 4 000 |
| • 大型低速船用柴油機曲軸傳動機構:活塞速度低於 9 m/s、固有平衡 | G 1600 | 1 600 |
| • 曲軸傳動機構:固有不平衡、彈性安裝 | G 630 | 630 |
| • 曲軸傳動機構:固有不平衡、剛性安裝 | G 250 | 250 |
| • 轎車、卡車與機車用之往復式發動機總成 | G 100 | 100 |
| • 轎車:車輪、輪圈、輪組、傳動軸 • 曲軸傳動機構:固有平衡、彈性安裝 | G 40 | 40 |
| • 農業機械 • 曲軸傳動機構:固有平衡、剛性安裝 • 破碎機 • 傳動軸(萬向接頭軸、螺旋槳推進軸) | G 16 | 16 |
| • 航空燃氣渦輪機 • 離心機(分離機、臥螺離心機) • 電動馬達與發電機:軸心高度≧ 80 mm、額定轉速≧ 950 r/min • 電動馬達:軸心高度< 80 mm • 風機 • 齒輪 • 一般機械 • 工具機 • 造紙機械 • 製程工廠機械 • 泵浦 • 渦輪增壓器 • 水輪機 | G 6.3 | 6.3 |
| • 壓縮機 • 電腦驅動器(磁碟機) • 電動馬達與發電機:軸心高度≧ 80 mm、額定轉速≧ 950 r/min • 燃氣渦輪機與蒸氣渦輪機 • 工具機驅動機構 • 紡織機械 | G 2.5 | 2.5 |
| • 影音驅動機構(音訊與視訊驅動裝置) • 磨床驅動機構 | G 1 | 1 |
| • 陀螺儀 • 高精度系統之主軸與驅動機構 | G 0.4 | 0.4 |
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